گروه فنی مهندسی الکتریکالا

روش‌های راه اندازی درایو با بارهای ژنراتوری

یکی از حالت‌هایی که برای یک موتور آسنکرون بوجود می‌آید، بار درحالت ژنراتوری است. این بدان معناست که سرعت حرکت روتور از سرعت میدان مغناطیسی بوجود آمده بیشتر می‌باشد(لغزش). این در سه حالت زمان راه اندازی ACC، زمان توقف DEC و در سرعت ثابت الکتروموتور ممکن است بوجود بیاید.
گشتاور لختی، ممان اینرسی، گشتاور ماند یا گشتاور خطی و نیز لختی یا اینرسی دورانی و جرم زاویه‌ای، به مجموع جرم هر بخش (المان) از یک ماده در فاصله آن از محور چرخش به توان دو گفته می‌شود. یعنی هر جسم دایره‌ای یا کروی در حرکت دورانی تمایل به حرکت دورانی دارد و هرچه قطر آن بزرگتر باشد از اینرسی بیشتری برخوردار است. حتی در خلاء به حرکت دورانی خود ادامه خواهد داد و فقط نیروی الکترومغناطیسی جرم بر روی آن جسم اثر دارد.
در بارهایی که یک چرخ لنگر بزرگ  مانند خطوط نورد و .... دارند، در حال راه‌اندازی و در بارهایی که توقف سریع دارند و یا بارهایی مثل بالابرها، آسانسورها، جرثقیل ها و ... و در بعضی بارها مانند سانتریفیوژها در هر دو حالت راه‌اندازی و توقف در این حالت الکتروموتور آسنکرون مصرف کننده انرژی نبوده بلکه تولید کننده انرژی می باشد.
انرژی تولید شده توسط سوییچ ها (IGBT) به درایو برگشته و ولتاژ روی خازن‌ها افزایش می‌یابد و چون دیودها و تریستورها یک قطعه یکطرفه عبور برق (رکتیفایر) می‌باشند، نمیتوانند این ولتاژ را به شبکه برگردانند.
در این صورت با بالارفتن ولتاژ روی لینک DC، درایو برای حفاظت از خرابی خازن‌ها فالت ولتاژ بالا(over voltage) خواهد داد.
در این صورت سه راه حل پیشنهاد می‌گردد.
1 ) انتقال ولتاژ وانرژی تولیدی به شبکه AC
2 ) مصرف انرژی تولیدی در مقاومت
3 ) انتقال ولتاژ وانرژی تولیدی به یک خط یا لینک DC
روش اول: انتقال ولتاژ و انرژی تولیدی به شبکه AC: که یکی از بهترین حالت‌های انرژی سیوینگ می‌باشد. با انتقال انرژی و ولتاژ تولیدی به شبکه AC از اتلاف انرژی جلوگیری شده و می‌توان بهره انرژی مطلوبی بدست آورد. ولی برای این روش به ابزار متعددی نیاز است از جمله یونیت باز خورد OPRB که به صورت درایو بصورت (regenerative) می‌کند و با ضریب توان بالا انرژی برگشتی الکتروموتور را به شبکه برمی‌گرداند و با استفاده از این سیستم هارمونیک کاهش پیدا می‌کند که می‌تواند روش خوب و مناسبی باشد. (Active end unit)
                         
 روش‌های راه اندازی درایو با بارهای ژنراتوری
روش دوم: مصرف انرژی تولیدی در مقاومت: انرژی و ولتاژ تولیدی به وسیله یونیت داینامیک بریک (Dynamic Brake Unit) به مقاومت انتقال داده شده و انرژی توسط مقاومت مصرف شده و ولتاژ لینک DC تثبیت می‌گردد.
در اکثر درایوها تا توان‌های 7.5kw یونیت داخلی وجود دارد. ولی بعضی (مثل درایوهای اروپایی) تا توان‌های بالاتر از 22kw و حتی توان‌های بالاتر، یونیت داخلی وجود دارد. ولی اغلب به صورت آپشن ساخته می‌شود. در هر صورت در صورت نبود یونیت داخلی، باید از یونیت داینامیک بریک خارجی بهره جست.
وظیفه بریک هم تبدیل ولتاژ DC توسط سوییچ (IGBT) به ولتاژ AC و مصرف آن انرژی در مقاومت (که اغلب در خارج درایو نصب می‌گردد) و ثابت نگه داشتن ولتاژ DC می‌باشد.
روش‌های راه اندازی درایو با بارهای ژنراتوری
نمونه ای از یونیت داینامک بریک
برای انتخاب و نصب مقاومت مناسب هم باید نکاتی را در نظر گرفت:
اول اینکه نوع بار را باید مشخص کرد که سبک است یا سنگین و با توجه به نوع و دفعات ژنراتوری شدن، مقاومت مناسب در نظر گرفت. باید به این نکته توجه شود که زمانی که توان مصرفی مقاومت پایین باشد، دمای مقاومت بالا رفته و با بالا رفتن دما اهم ( ohm) آن هم بالا خواهد رفت و با بالا رفتن اهم، انرژی هم درست تخلیه نخواهد شد و در کار اختلال بوجود خواهد آمد.
علاوه بر مراجعه به کاتالوگ‌های درایو، مشورت با افراد متخصص و با تجربه هم راهگشا می‌باشد. لازم به یادآوری است که از دو نوع کلی مقاومت استفاده می‌شود.
1 - نوع هوا خنک
2 - نوع آب خنک (که برای کارهای بزرگ قطعا نوع آب خنک در اولویت قرار دارد)
در نوع آب خنک به علت خنک شدن سریع مقاومت‌ها و چون دمای مقاومت‌ها از صد درجه سلسیوس بالاتر نخواهد رفت، پس تغییر اهم ناچیز و از ضریب بهره بالاتر و اطمینان بهتری برخوردار است.
انتخاب یونیت داینامیک بریک هم باید با توجه به بار و تعداد دفعات ژنراتوری شدن انتخاب گردد و ممکن است مارک انتخابی غیر از درایو موجود باشد که اشکالی ندارد. در صورتی که یونیت داینامیک بریک مساوی بار مصرفی موجود نباشد، می‌توان از دو یا چند یونیت با توان کوچکتر به صورت master و slave بهره برد.
روش‌های راه اندازی درایو با بارهای ژنراتوری
روش سوم: انتقال ولتاژ و انرژی تولیدی به یک خط یا لینک DC: این حالت هم روش مناسبی می‌باشد که این کار را هم می‌شود به طرق مختلف انجام داد. اول اگر چند درایو در محل موجود باشد می‌توان لینک DC درایوها را به هم متصل نمود. یعنی  ترمینال‌های مثبت و ترمینال‌های منفی لینک DC را به هم وصل می‌کنیم و در این‌صورت یک بانک خازن بزرگ ساخته شده می‌توان انرژی اضافه را به درستی مدیریت کرد. شیوه کار به این شکل است که تا زمانی که ولتاژ لینک DC بزرگتر از مقدار جبری ولتاژ ورودی AC ضرب در رادیکال دو باشد، درایو از شبکه انرژی مصرف نخواهد کرد.
در این روش فقط باید به این نکته توجه نمود که اولا همه درایوها را با هم به شبکه برق ورودی وصل کنیم تا احتمال خرابی رکتیفایر درایوها به حداقل خود کاهش پیدا کند. دوما گذاشتن یک بانک DC مثل باتری و ریختن ولتاژ اضافه در آن و مصرف انرژی در زمان مناسب. البته این روش نیاز به ابزار مخصوص به خود دارد و روشی پر هزینه با ضریب بهره پایین می‌باشد. چون علاوه بر درایو نیاز به باتری‌های فراوان که آن‌ها هم طول عمر مخصوص به خود را دارند و باید در زمان مشخص شده تعویض شوند.
این روش در جایی که به شبکه برق دسترسی نباشد انجام می‌گیرد در غیر اینصورت انتخاب درستی نمی‌باشد.
سوما گاهی برای بارهای کوچک اضافه کردن چند خازن کوچک به لینک DC هم روش ساده ای است. ولی باید برای انتخاب خازن مناسب دقت شود تا به رکتیفایر درایو ها آسیبی وارد نشود و در پایان البته تلفیقی از موازی کردن لینک DC و نصب یونیت داینامیک بریک هم می‌توان استفاده نمود.

تمامی حقوق این وب سایت برای شرکت الکتریکالا محفوظ است

طراحی سایت طراحی سایت طراحی سایت طراحی سایت